JPH0445014B2 - - Google Patents
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- JPH0445014B2 JPH0445014B2 JP61299340A JP29934086A JPH0445014B2 JP H0445014 B2 JPH0445014 B2 JP H0445014B2 JP 61299340 A JP61299340 A JP 61299340A JP 29934086 A JP29934086 A JP 29934086A JP H0445014 B2 JPH0445014 B2 JP H0445014B2
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- JP
- Japan
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- signal
- block
- adaptive
- data
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- Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
デジタル信号の信号処理を行う記録、伝送機
器、その他の各種の機器において、信号をより少
ない情報量で効率的に符号化できるようにした高
能率符号化方式に関するものである。
器、その他の各種の機器において、信号をより少
ない情報量で効率的に符号化できるようにした高
能率符号化方式に関するものである。
(従来技術)
画像信号や音声信号等の信号をデジタル化しよ
うとした場合の基本的な符号化手段としては、各
サンプル値に対して信号レベルを均等に分割し、
それぞれの範囲に含まれる値を一つの代表値で置
き換える直線量子化(均等量子化)が使用され
る。
うとした場合の基本的な符号化手段としては、各
サンプル値に対して信号レベルを均等に分割し、
それぞれの範囲に含まれる値を一つの代表値で置
き換える直線量子化(均等量子化)が使用され
る。
そして、信号のデジタル化に当り前記のような
均等量子化が使用された場合に、代表点と本来の
値との差を判らなくするためには、一般に、自然
画像については6ビツト(32階調)から8ビツト
(256階調)、音声については8ビツトから16ビツ
ト(65536階調)が必要であるとされているから、
画像信号、あるいは音声信号を前記したような均
等量子化によりデジタル化した信号を伝送、記録
しようとすると、各サンプル値に対して前記のよ
うな多くの情報量を扱うことが必要とされるため
に、前記の画像信号あるいは音声信号をアナログ
系で伝送、記録する場合に使用される装置に比べ
て規模の大きな装置が必要となる点が問題にな
る。
均等量子化が使用された場合に、代表点と本来の
値との差を判らなくするためには、一般に、自然
画像については6ビツト(32階調)から8ビツト
(256階調)、音声については8ビツトから16ビツ
ト(65536階調)が必要であるとされているから、
画像信号、あるいは音声信号を前記したような均
等量子化によりデジタル化した信号を伝送、記録
しようとすると、各サンプル値に対して前記のよ
うな多くの情報量を扱うことが必要とされるため
に、前記の画像信号あるいは音声信号をアナログ
系で伝送、記録する場合に使用される装置に比べ
て規模の大きな装置が必要となる点が問題にな
る。
それで、より少ない情報量で信号を符号化する
のに、信号の変化の少ない部分では変化に対して
敏感であり、信号の変化の激しい部分においては
ある程度の誤差があつても、それを検知し難いと
いう人間の視覚や聴覚の性質を利用して、各サン
プルあたりの情報量を少なくするようにした各種
の高能率符号化方式が従来から提案されて来てい
ることは周知のとおりである。
のに、信号の変化の少ない部分では変化に対して
敏感であり、信号の変化の激しい部分においては
ある程度の誤差があつても、それを検知し難いと
いう人間の視覚や聴覚の性質を利用して、各サン
プルあたりの情報量を少なくするようにした各種
の高能率符号化方式が従来から提案されて来てい
ることは周知のとおりである。
前記した高能率符号化方式の一つの具体例とし
て、符号化の対象とされている信号をある一定区
間のブロツクに分割し、その分割された個々のブ
ロツク中の信号の信号レベルの分布の態様が、そ
れぞれのブロツクについて略々共通化された状態
となるように変換(規格化、あるいは正規化)さ
れるようにしたものを挙げることができる。
て、符号化の対象とされている信号をある一定区
間のブロツクに分割し、その分割された個々のブ
ロツク中の信号の信号レベルの分布の態様が、そ
れぞれのブロツクについて略々共通化された状態
となるように変換(規格化、あるいは正規化)さ
れるようにしたものを挙げることができる。
そして、前記の従来方式によれば、符号化の対
象とされている信号における信号レベルの変化の
大きな部分を含んでいるブロツク内における信号
レベルの分布の態様はブロツク内に広く分布し、
また、符号化の対象にされている信号における信
号レベルの変化の少ない部分を含んでいるブロツ
ク内における信号レベルの分布は、一部の信号レ
ベルに偏つているので信号のない領域が削除さ
れ、結局、符号化の対象にされている信号が圧縮
された状態のものになるから、この従来方式で得
られる信号は、符号化の対象にされている信号を
量子化する際における量子化代表点(階調)の数
よりも少ない量子化代表点(階調)で量子化して
も、変化の激しい部分について復号系で逆変換さ
れた信号については誤差が大きくなるが、変化の
小さい部分について復号系で逆変換された信号に
ついては誤差が少なくなるので、前記した人間の
視覚や聴覚の性質からみても問題が少ない。
象とされている信号における信号レベルの変化の
大きな部分を含んでいるブロツク内における信号
レベルの分布の態様はブロツク内に広く分布し、
また、符号化の対象にされている信号における信
号レベルの変化の少ない部分を含んでいるブロツ
ク内における信号レベルの分布は、一部の信号レ
ベルに偏つているので信号のない領域が削除さ
れ、結局、符号化の対象にされている信号が圧縮
された状態のものになるから、この従来方式で得
られる信号は、符号化の対象にされている信号を
量子化する際における量子化代表点(階調)の数
よりも少ない量子化代表点(階調)で量子化して
も、変化の激しい部分について復号系で逆変換さ
れた信号については誤差が大きくなるが、変化の
小さい部分について復号系で逆変換された信号に
ついては誤差が少なくなるので、前記した人間の
視覚や聴覚の性質からみても問題が少ない。
前記した従来方式により符号化を行つた場合に
は、各ブロツク毎に信号に対してどのような変換
(規格化)が行われたのかの情報、すなわち、規
格化の状態を示す情報(規格化の状態を示すデー
タ)が必要となるが、前記のように各サンプルに
対する量子化情報量を減少することができるの
で、ブロツクをある程度以上大きくすることによ
り全体としての情報量を減らすことが可能であ
る。
は、各ブロツク毎に信号に対してどのような変換
(規格化)が行われたのかの情報、すなわち、規
格化の状態を示す情報(規格化の状態を示すデー
タ)が必要となるが、前記のように各サンプルに
対する量子化情報量を減少することができるの
で、ブロツクをある程度以上大きくすることによ
り全体としての情報量を減らすことが可能であ
る。
ところで、符号化の対象にされている信号をあ
る一定区間毎に分割して得るブロツクは、信号の
種類により、時間軸上に現われる音声や画像の走
査線のように一次元のブロツク、画像を水平方向
と垂直方向との双方向から扱う場合等の2次元の
ブロツク、さらに動画像のように時間軸方向をも
考えた3次元のブロツクが考えられ、また、規格
化の方法としては例えば次のようなものが知られ
ている。
る一定区間毎に分割して得るブロツクは、信号の
種類により、時間軸上に現われる音声や画像の走
査線のように一次元のブロツク、画像を水平方向
と垂直方向との双方向から扱う場合等の2次元の
ブロツク、さらに動画像のように時間軸方向をも
考えた3次元のブロツクが考えられ、また、規格
化の方法としては例えば次のようなものが知られ
ている。
「1」 ブロツク内のサンプル値の最大値と最小
値とを用いてブロツク内の信号の規格化を行う
場合、 Yi=k(Xi−Xmin)/(Xmax−Xmin) ……(1) ただし、i=1,2,3,……N Xiはi番目の入力サンプル値(1次元) Yiはi番目の規格化サンプル値(1次元) Xminはブロツク内の最小のサンプル値 Xmaxはブロツク内の最大のサンプル値 Nはブロツク内のサンプル数 kは規格化定数 前記した(1)式に従い、ブロツク内のサンプル値
の最大値と最小値とを用いて規格化が行われる場
合におけるi番目の規格化サンプル値Yiは、i
番目の入力サンプル値Xiがブロツク内の最小の
サンプル値Xminのときには0となり、また、i
番目の入力サンプル値Xiがブロツク内の最大の
サンプル値Xmaxのときにはkとなるからブロツ
ク内のN個の入力サンプル値X1〜Xnに対するす
べての規格化サンプル値Y1〜Ynは、0からkの
間の値をとることになる。
値とを用いてブロツク内の信号の規格化を行う
場合、 Yi=k(Xi−Xmin)/(Xmax−Xmin) ……(1) ただし、i=1,2,3,……N Xiはi番目の入力サンプル値(1次元) Yiはi番目の規格化サンプル値(1次元) Xminはブロツク内の最小のサンプル値 Xmaxはブロツク内の最大のサンプル値 Nはブロツク内のサンプル数 kは規格化定数 前記した(1)式に従い、ブロツク内のサンプル値
の最大値と最小値とを用いて規格化が行われる場
合におけるi番目の規格化サンプル値Yiは、i
番目の入力サンプル値Xiがブロツク内の最小の
サンプル値Xminのときには0となり、また、i
番目の入力サンプル値Xiがブロツク内の最大の
サンプル値Xmaxのときにはkとなるからブロツ
ク内のN個の入力サンプル値X1〜Xnに対するす
べての規格化サンプル値Y1〜Ynは、0からkの
間の値をとることになる。
「2」 ブロツク内のサンプル値の平均値を用い
てブロツク内の信号の規格化(正規化)を行う
場合、 Yi=k(Xi−Xmean)/D ……(2) ただし、i=1,2,3,……N Xmean=(1/N)N 〓i=1 Xi Dは変化の程度を示すもので、次の1〜3などで
示されるものである。
てブロツク内の信号の規格化(正規化)を行う
場合、 Yi=k(Xi−Xmean)/D ……(2) ただし、i=1,2,3,……N Xmean=(1/N)N 〓i=1 Xi Dは変化の程度を示すもので、次の1〜3などで
示されるものである。
1 D=|Xi−Xmean|の最大値 ……(3)
2 D=(1/N)N
〓i=1
(Xi−Xmean)2 ……(4)
3 D=(1/N)N
〓i=1
|Xi−Xmean| ……(5)
なお、ここでブロツクは1次元のものであると
している。
している。
さて、1次元の信号における順次の一定の区間
毎に対応している順次のN個づつのサンプルが、
それぞれ順次の1つのブロツクに属するサンプル
であるとされている場合に、前記した(1)式、すな
わち、 Yi=k(Xi−Xmin)/(Xmax−Xmia) ……(1) に従い、前記の「1」に示したように、ブロツク
内のサンプル値の最大値Xmaxとブロツク内のサ
ンプル値の最小値Xminとを用いて、ブロツク内
の各サンプル値Xiの規格化を行うと、各ブロツ
ク毎のサンプル値は規格化前における各ブロツク
における最小の信号レベルと対応するサンプル値
を有するサンプルは0に規格化され、また、規格
化前における各ブロツクにおける最大の信号レベ
ルと対応するサンプル値を有するサンプルはkに
規格化された状態の規格化済み信号が得られるの
である。
毎に対応している順次のN個づつのサンプルが、
それぞれ順次の1つのブロツクに属するサンプル
であるとされている場合に、前記した(1)式、すな
わち、 Yi=k(Xi−Xmin)/(Xmax−Xmia) ……(1) に従い、前記の「1」に示したように、ブロツク
内のサンプル値の最大値Xmaxとブロツク内のサ
ンプル値の最小値Xminとを用いて、ブロツク内
の各サンプル値Xiの規格化を行うと、各ブロツ
ク毎のサンプル値は規格化前における各ブロツク
における最小の信号レベルと対応するサンプル値
を有するサンプルは0に規格化され、また、規格
化前における各ブロツクにおける最大の信号レベ
ルと対応するサンプル値を有するサンプルはkに
規格化された状態の規格化済み信号が得られるの
である。
前記のように符号化の対象にされている離散信
号を一定区間毎に分割して得た個々のブロツクに
属する各サンプルのサンプル値について、前記し
た個々のブロツク毎に、前記した(1)式に従つてそ
れぞれ信号の振幅方向における分布の規格化を行
ない、個々のブロツク毎に規格化処理を施こすた
めに使用される規格化器の構成例を第2図に示
す。
号を一定区間毎に分割して得た個々のブロツクに
属する各サンプルのサンプル値について、前記し
た個々のブロツク毎に、前記した(1)式に従つてそ
れぞれ信号の振幅方向における分布の規格化を行
ない、個々のブロツク毎に規格化処理を施こすた
めに使用される規格化器の構成例を第2図に示
す。
第2図において、1は符号化の対象にされてい
る離散信号の入力端子、2〜5はそれぞれ、前記
した離散信号の時間々隔(離散信号を発生するの
に用いられた標本化周期)と等しい遅延時間を信
号に与える遅延回路、6は最大値検出回路、7は
最小値検出回路、8,9は量子化回路、10〜1
5は減算器、16〜20は除算器、21,22は
規格化の状態を示す情報(規格化の状態を示すデ
ータ)の出力端子、23〜27は量子化データの
出力端子であり、入力端子1に供給された符号化
の対象にされている離散信号は、それぞれ、前記
した離散信号の時間々隔(離散信号を発生するの
に用いられた標本化周期)と等しい遅延回路2〜
5の直列回路に供給される。
る離散信号の入力端子、2〜5はそれぞれ、前記
した離散信号の時間々隔(離散信号を発生するの
に用いられた標本化周期)と等しい遅延時間を信
号に与える遅延回路、6は最大値検出回路、7は
最小値検出回路、8,9は量子化回路、10〜1
5は減算器、16〜20は除算器、21,22は
規格化の状態を示す情報(規格化の状態を示すデ
ータ)の出力端子、23〜27は量子化データの
出力端子であり、入力端子1に供給された符号化
の対象にされている離散信号は、それぞれ、前記
した離散信号の時間々隔(離散信号を発生するの
に用いられた標本化周期)と等しい遅延回路2〜
5の直列回路に供給される。
そして、前記した遅延回路5から離散信号X1
が出力されて、それが最大値検出回路6と、最小
値検出回路7と、減算器11とに与えられた時点
において、前記した遅延回路4から離散信号X2
が出力されて、それが最大値検出回路6と、最小
値検出回路7と、減算器12とに与えられ、ま
た、遅延回路3から離散信号X3が出力されて、
それが最大値検出回路6と、最小値検出回路7
と、減算器13とに与えられ、さらに、前記した
遅延回路2から離散信号X(n−1)が出力され
て、それが最大値検出回路6と、最小値検出回路
7と、減算器14とに与えられ、さらにまた、入
力端子1に供給された離散信号Xnが、最大値検
出回路6と、最小値検出回路7と、減算器15と
に与えられる。
が出力されて、それが最大値検出回路6と、最小
値検出回路7と、減算器11とに与えられた時点
において、前記した遅延回路4から離散信号X2
が出力されて、それが最大値検出回路6と、最小
値検出回路7と、減算器12とに与えられ、ま
た、遅延回路3から離散信号X3が出力されて、
それが最大値検出回路6と、最小値検出回路7
と、減算器13とに与えられ、さらに、前記した
遅延回路2から離散信号X(n−1)が出力され
て、それが最大値検出回路6と、最小値検出回路
7と、減算器14とに与えられ、さらにまた、入
力端子1に供給された離散信号Xnが、最大値検
出回路6と、最小値検出回路7と、減算器15と
に与えられる。
それにより、最大値検出回路6では1つのブロ
ツク内のN個のサンプルのサンプル値X1〜Xnに
おける最大値Xmaxを検出してそれを量子化回路
8に与え、量子化回路8では前記の最大値Xmax
に対して適当な精度で量子化を行つて得た量子化
信号を減算器10に被減数信号として供給する。
ツク内のN個のサンプルのサンプル値X1〜Xnに
おける最大値Xmaxを検出してそれを量子化回路
8に与え、量子化回路8では前記の最大値Xmax
に対して適当な精度で量子化を行つて得た量子化
信号を減算器10に被減数信号として供給する。
また、最小値検出回路7では1つのブロツク内
のN個のサンプルのサンプル値X1〜Xnにおける
最小値Xminを検出してそれを量子化回路9に与
え、量子化回路9では前記の最小値Xminに対し
て適当な精度で量子化を行つて得た量子化信号を
減算器10〜15に減数信号として供給するとと
もに、出力端子22に送出する。
のN個のサンプルのサンプル値X1〜Xnにおける
最小値Xminを検出してそれを量子化回路9に与
え、量子化回路9では前記の最小値Xminに対し
て適当な精度で量子化を行つて得た量子化信号を
減算器10〜15に減数信号として供給するとと
もに、出力端子22に送出する。
前記した減算器10から出力された信号は、前
記した最大値Xmaxに対する量子化信号から最小
値Xminに対する量子化信号を減算した信号、す
なわち、1つのブロツク内のN個のサンプルのサ
ンプル値の最大値と最小値との差(Xmax−
Xmin)を表わす信号であり、その信号は出力端
子21に送出されるとともに、除算器16〜20
に対して除数信号として供給される。
記した最大値Xmaxに対する量子化信号から最小
値Xminに対する量子化信号を減算した信号、す
なわち、1つのブロツク内のN個のサンプルのサ
ンプル値の最大値と最小値との差(Xmax−
Xmin)を表わす信号であり、その信号は出力端
子21に送出されるとともに、除算器16〜20
に対して除数信号として供給される。
前記した除算器16〜20には、前記した減算
器11〜15の内の対応するものの出力が被除数
信号として供給されているから、前記した各除算
器16〜20から出力端子23〜27には、 Yi=k(Xi−Xmin)/(Xmax−Xmin) ……(1) i=1,2,……N 前記の(1)式に従つて規格化信号処理が行われた
規格化サンプル値Y1〜Ynが出力される。
器11〜15の内の対応するものの出力が被除数
信号として供給されているから、前記した各除算
器16〜20から出力端子23〜27には、 Yi=k(Xi−Xmin)/(Xmax−Xmin) ……(1) i=1,2,……N 前記の(1)式に従つて規格化信号処理が行われた
規格化サンプル値Y1〜Ynが出力される。
このように、前記した第2図示の符号化器から
は、符号化の対象にされている離散信号を一定区
間毎に分割して得た個々のブロツクに属する各サ
ンプルのサンプル値について、前記した個々のブ
ロツク毎に、前記した(1)式に従つてそれぞれ信号
の振幅方向における分布の規格化を行つて得た規
格化済み信号(規格化された量子化データ)が端
子23〜27に出力されるとともに、出力端子2
1,22には規格化済み信号と対応して設定され
るべき信号の規格化の状態を示す信号(規格化デ
ータ)が出力される。
は、符号化の対象にされている離散信号を一定区
間毎に分割して得た個々のブロツクに属する各サ
ンプルのサンプル値について、前記した個々のブ
ロツク毎に、前記した(1)式に従つてそれぞれ信号
の振幅方向における分布の規格化を行つて得た規
格化済み信号(規格化された量子化データ)が端
子23〜27に出力されるとともに、出力端子2
1,22には規格化済み信号と対応して設定され
るべき信号の規格化の状態を示す信号(規格化デ
ータ)が出力される。
このようにして符号化された信号を復号する場
合には(1)式や(2)式の逆変換処理をすればよいこと
は当然である。
合には(1)式や(2)式の逆変換処理をすればよいこと
は当然である。
一方、種々の高能率符号化方式に対して、信号
の部分ごとの性質に応じて符号化のためのパラメ
ータや符号化方法、データ量などを変える適応処
理を施こすことが知られている。前記の適応処理
の手段は信号の各部分によつて信号の性質が大き
く変化する画像や音声の符号化に際して適用する
ことが有効である。
の部分ごとの性質に応じて符号化のためのパラメ
ータや符号化方法、データ量などを変える適応処
理を施こすことが知られている。前記の適応処理
の手段は信号の各部分によつて信号の性質が大き
く変化する画像や音声の符号化に際して適用する
ことが有効である。
ところで、前記の適応処理を前記した規格化処
理を行なう高能率符号化方式に適用しようとした
場合については、各ブロツクにおける信号が一度
符号化された後に復号された信号と原信号との
差、あるいは各ブロツクにおける信号が一度符号
化された後に復号された信号と原信号との平均二
乗誤差を求め、例えば前記のようにして求めた誤
差の大きなものはそのままにし、誤差の小さなも
のは規格化処理後の量子化をさらに荒いものとす
るという信号処理方法、または、前記の場合とは
逆に誤差の小さなものはそのままとし、誤差の大
きなブロツクではブロツクをさらに小さいものに
変えてから規格化処理や量子化を行なうようにす
る信号処理方法などが考えられている。そして、
前記のいずれの信号処理方法が適用された場合に
も全体としてのデータ量を合理的に減らすことが
可能である。
理を行なう高能率符号化方式に適用しようとした
場合については、各ブロツクにおける信号が一度
符号化された後に復号された信号と原信号との
差、あるいは各ブロツクにおける信号が一度符号
化された後に復号された信号と原信号との平均二
乗誤差を求め、例えば前記のようにして求めた誤
差の大きなものはそのままにし、誤差の小さなも
のは規格化処理後の量子化をさらに荒いものとす
るという信号処理方法、または、前記の場合とは
逆に誤差の小さなものはそのままとし、誤差の大
きなブロツクではブロツクをさらに小さいものに
変えてから規格化処理や量子化を行なうようにす
る信号処理方法などが考えられている。そして、
前記のいずれの信号処理方法が適用された場合に
も全体としてのデータ量を合理的に減らすことが
可能である。
今、各ブロツクにおける信号が一度符号化され
た後に復号された信号と原信号との差をl1とし、
また、各ブロツクにおける信号が一度符号化され
た後に復号された信号と原信号との平均二乗誤差
をl2とすると、前記したl1,l2はそれぞれ次の(6),
(7)式によつて示される。
た後に復号された信号と原信号との差をl1とし、
また、各ブロツクにおける信号が一度符号化され
た後に復号された信号と原信号との平均二乗誤差
をl2とすると、前記したl1,l2はそれぞれ次の(6),
(7)式によつて示される。
l1=(1/N)Σ|Yip−Xi| ……(6)
l2=(1/N)√(−)2……(7)
ただし、i=1,2,3……N
Xiはi番目の入力サンプル値(1次元)
Yipはi番目の符号化され複号されたサンプ
ル値(1次元) ここで、適応処理の単位となるブロツクの大き
さは、必らずしも前記した規格化処理でのブロツ
クの大きさと同一である必要はないが、一般的に
は適応処理の単位となるブロツクの大きさと前記
した規格化処理でのブロツクの大きさとを同一に
するのが構成上で有利と考えられる。それで、設
例の場合には適応処理の単位となるブロツクの大
きさを前記した規格化処理でのブロツクの大きさ
と同一であるとしている。
ル値(1次元) ここで、適応処理の単位となるブロツクの大き
さは、必らずしも前記した規格化処理でのブロツ
クの大きさと同一である必要はないが、一般的に
は適応処理の単位となるブロツクの大きさと前記
した規格化処理でのブロツクの大きさとを同一に
するのが構成上で有利と考えられる。それで、設
例の場合には適応処理の単位となるブロツクの大
きさを前記した規格化処理でのブロツクの大きさ
と同一であるとしている。
そして、前記のような信号処理を行つた場合に
は、単純な規格化や量子化のみを行なう非適応処
理を行つた場合に比べて、信号の誤差(品質)を
一定に保ちながらより少ない情報量で信号の符号
化を行うことができることが知られており、前記
の場合における信号の処理回路の一例構成を第3
図に示す。この第3図に示されている信号処理回
路は、前記した規格化処理を行なう高能率符号化
方式に従つて信号の符号化を行う非適応符号化器
28において、各ブロツクの信号について予め比
較的発生するデータ量の多い符号化を行つた後に
データ量の削減を行つていくものであり、前記し
た規格化の施こされた信号が、用意された複数の
量子化器の内から適応処理の目的に合うように選
択された量子化器によつて量子化されるようにし
て、各ブロツク毎の信号がそれぞれ異なつたデー
タ量のデータとなされるような処理が行われるの
である。
は、単純な規格化や量子化のみを行なう非適応処
理を行つた場合に比べて、信号の誤差(品質)を
一定に保ちながらより少ない情報量で信号の符号
化を行うことができることが知られており、前記
の場合における信号の処理回路の一例構成を第3
図に示す。この第3図に示されている信号処理回
路は、前記した規格化処理を行なう高能率符号化
方式に従つて信号の符号化を行う非適応符号化器
28において、各ブロツクの信号について予め比
較的発生するデータ量の多い符号化を行つた後に
データ量の削減を行つていくものであり、前記し
た規格化の施こされた信号が、用意された複数の
量子化器の内から適応処理の目的に合うように選
択された量子化器によつて量子化されるようにし
て、各ブロツク毎の信号がそれぞれ異なつたデー
タ量のデータとなされるような処理が行われるの
である。
すなわち、入力信号は第3図中の非適応規格化
器28において、各ブロツクの信号についてそれ
ぞれ同様な非適応符号化が行なわれて、非適応規
格化器28からの出力信号の内の被規格化信号
は、適応処理判定信号形成回路34における量子
化器29に供給されるとともに、適応処理をする
ための適応形量子化器33にも供給される。
器28において、各ブロツクの信号についてそれ
ぞれ同様な非適応符号化が行なわれて、非適応規
格化器28からの出力信号の内の被規格化信号
は、適応処理判定信号形成回路34における量子
化器29に供給されるとともに、適応処理をする
ための適応形量子化器33にも供給される。
また、前記した非適応規格化器28からの出力
信号の内の規格化データは前記した適応処理判定
信号形成回路34における復号器30に供給され
ており、復号器30によつて復号された規格化デ
ータは,誤差計算回路31に供給される。前記の
誤差計算回路31には入力信号も供給されてい
て、誤差計算回路31では前記した2つの入力信
号、すなわち、入力信号(原信号)と前記した復
号器30で復号化された信号との誤差を比較計算
し、求められた誤差量は適応処理におけるブロツ
クごとでの処理モードを判定するためのモード判
定回路32に供給される。
信号の内の規格化データは前記した適応処理判定
信号形成回路34における復号器30に供給され
ており、復号器30によつて復号された規格化デ
ータは,誤差計算回路31に供給される。前記の
誤差計算回路31には入力信号も供給されてい
て、誤差計算回路31では前記した2つの入力信
号、すなわち、入力信号(原信号)と前記した復
号器30で復号化された信号との誤差を比較計算
し、求められた誤差量は適応処理におけるブロツ
クごとでの処理モードを判定するためのモード判
定回路32に供給される。
前記したモード判定回路32では、予め定めら
れている基準値に対して、誤差量がどの程度であ
るのかに従つて処理モードを決め、この処理モー
ドデータを適応形量子化器33に供給する。適応
形量子化器33では、それに対して非適応規格化
器28から供給されている被規格化信号における
ブロツク毎に異つたデータ量の量子化が施こされ
るようにする。これにより最終的に出力されるデ
ータは合理的に削減されたものとなり、より一層
データ圧縮率の高い高能率符号化処理方式が得ら
れるのである。
れている基準値に対して、誤差量がどの程度であ
るのかに従つて処理モードを決め、この処理モー
ドデータを適応形量子化器33に供給する。適応
形量子化器33では、それに対して非適応規格化
器28から供給されている被規格化信号における
ブロツク毎に異つたデータ量の量子化が施こされ
るようにする。これにより最終的に出力されるデ
ータは合理的に削減されたものとなり、より一層
データ圧縮率の高い高能率符号化処理方式が得ら
れるのである。
(発明が解決しようとする問題点)
さて、第3図を参照して説明した従来の適応形
高能率符号化方式では、復号動作においても各ブ
ロツク毎の信号に対しどの適応処理がされるかに
よつて復号処理のモードが変更される必要がある
ので、符号化側で判定された適応モードを符号化
データと同時に復号器側に送るが、前記の適応モ
ードはブロツクごとに適応処理の種類の分だけ情
報を伝えなければならないので、ブロツクが小さ
い程、また適応処理の種類が多い程、全データに
含まれる割合が多くなる。
高能率符号化方式では、復号動作においても各ブ
ロツク毎の信号に対しどの適応処理がされるかに
よつて復号処理のモードが変更される必要がある
ので、符号化側で判定された適応モードを符号化
データと同時に復号器側に送るが、前記の適応モ
ードはブロツクごとに適応処理の種類の分だけ情
報を伝えなければならないので、ブロツクが小さ
い程、また適応処理の種類が多い程、全データに
含まれる割合が多くなる。
したがつて、ブロツクを小さくしたり、適応処
理の種類を多くしたりして、より理想的な適応処
理をしようとした場合には、それにより適応モー
ドのデータの量が多くなつてしまうために、本来
の符号化データを削減できたとしても、ブロツク
ごとに必要となる適応モードのデータにより、伝
送しなければならない全体のデータ量はあまり削
減できなかつた。
理の種類を多くしたりして、より理想的な適応処
理をしようとした場合には、それにより適応モー
ドのデータの量が多くなつてしまうために、本来
の符号化データを削減できたとしても、ブロツク
ごとに必要となる適応モードのデータにより、伝
送しなければならない全体のデータ量はあまり削
減できなかつた。
また、適応モードのデータは本来の符号化デー
タと異種データとなるため伝送信号のフオーマツ
ト形成も複雑となり、さらに、符号化装置内に復
号回路と誤差計算回路とを備える必要もあり、装
置規模がかなり大きなものになつてしまうという
問題があつた。
タと異種データとなるため伝送信号のフオーマツ
ト形成も複雑となり、さらに、符号化装置内に復
号回路と誤差計算回路とを備える必要もあり、装
置規模がかなり大きなものになつてしまうという
問題があつた。
(問題点を解決するための手段)
本発明は、符号化の対象にされている離散信号
を一定区間毎に分割して得た個々のブロツクに属
する信号について、前記の個々のブロツク毎に、
それぞれ信号の振幅の変化の程度に関する規格化
処理を行う非適応規格化手段と、前記した非適応
規格化手段によつて個々のブロツク毎の高能率符
号化された状態の被規格化信号と個々のブロツク
毎の復号時に必要とされる規格化データとにおけ
る被規格化信号を適応形量子化器によつて適応量
子化する手段と、前記した非適応規格化手段によ
つて個々のブロツク毎の高能率符号化された状態
の被規格化信号と個々のブロツク毎の復号時に必
要とされる規格化データとにおける規格化データ
を、前記の適応形量子化器によつて前記した被規
格化信号に対して適用されるべき量子化ビツト数
の変化を伴う量子化方法の種類の切換判定を行な
うためのデータとして用いるようにした適応形高
能率符号化方式を提供するものである。
を一定区間毎に分割して得た個々のブロツクに属
する信号について、前記の個々のブロツク毎に、
それぞれ信号の振幅の変化の程度に関する規格化
処理を行う非適応規格化手段と、前記した非適応
規格化手段によつて個々のブロツク毎の高能率符
号化された状態の被規格化信号と個々のブロツク
毎の復号時に必要とされる規格化データとにおけ
る被規格化信号を適応形量子化器によつて適応量
子化する手段と、前記した非適応規格化手段によ
つて個々のブロツク毎の高能率符号化された状態
の被規格化信号と個々のブロツク毎の復号時に必
要とされる規格化データとにおける規格化データ
を、前記の適応形量子化器によつて前記した被規
格化信号に対して適用されるべき量子化ビツト数
の変化を伴う量子化方法の種類の切換判定を行な
うためのデータとして用いるようにした適応形高
能率符号化方式を提供するものである。
(実施例)
以下、本発明の適応形高能率符号化方式の具体
的な内容について、添付図面を参照しながら詳細
に説明する。第1図は本発明の適応形高能率符号
化方式の一実施例のブロツク図であつて、この第
1図において28は規格化処理を行なう高能率符
号化方式に従つて信号の符号化を行う非適応規格
化器28であり、この非適応規格化器28では高
能率符号化の対象にされている入力信号の各ブロ
ツクの信号について符号化を行つて、被規格化信
号と規格化データとを出力する。
的な内容について、添付図面を参照しながら詳細
に説明する。第1図は本発明の適応形高能率符号
化方式の一実施例のブロツク図であつて、この第
1図において28は規格化処理を行なう高能率符
号化方式に従つて信号の符号化を行う非適応規格
化器28であり、この非適応規格化器28では高
能率符号化の対象にされている入力信号の各ブロ
ツクの信号について符号化を行つて、被規格化信
号と規格化データとを出力する。
非適応規格化器28から出力された被規格化信
号は適応形量子化器33に供給され、また、非適
応規格化器28から出力された規格化データは、
規格化データとして出力されるとともに、モード
判定回路32にも供給されている。
号は適応形量子化器33に供給され、また、非適
応規格化器28から出力された規格化データは、
規格化データとして出力されるとともに、モード
判定回路32にも供給されている。
第1図に示されている本発明の適応形高能率符
号化方式において、入力信号は信号を一定のブロ
ツク単位で規格化する非適応規格化器28におい
て高能率符号化されて被規格化信号と規格化デー
タとして出力されるが、非適応規格化器28にお
いて高能率符号化されては出力処理される出力信
号の内で復号の際に必要とされる規格化データ
は、本発明方式においては適応処理のモード判定
のためにも使用されることにより、他のモード情
報を伝送することなしに適応処理をすることがで
きるようになされている。
号化方式において、入力信号は信号を一定のブロ
ツク単位で規格化する非適応規格化器28におい
て高能率符号化されて被規格化信号と規格化デー
タとして出力されるが、非適応規格化器28にお
いて高能率符号化されては出力処理される出力信
号の内で復号の際に必要とされる規格化データ
は、本発明方式においては適応処理のモード判定
のためにも使用されることにより、他のモード情
報を伝送することなしに適応処理をすることがで
きるようになされている。
すなわち、第1図示の本発明の適応形高能率符
号化方式において、入力信号は非適応規格化器2
8でブロツク単位で非適応符号化処理により規格
化状態を表わす情報と、それにより規格化されて
比較的高い精度で量子化されたサンプル値の被規
格化信号となる。規格化の状態を表わす状態の情
報は規格化データとして伝送されるとともに、適
応処理のモード判定を行なうモード判定回路32
に導びかれて予め設定されている判定基準と比較
される。
号化方式において、入力信号は非適応規格化器2
8でブロツク単位で非適応符号化処理により規格
化状態を表わす情報と、それにより規格化されて
比較的高い精度で量子化されたサンプル値の被規
格化信号となる。規格化の状態を表わす状態の情
報は規格化データとして伝送されるとともに、適
応処理のモード判定を行なうモード判定回路32
に導びかれて予め設定されている判定基準と比較
される。
前記した規格化状態を示す情報の例としては次
のようなものが挙げられる。
のようなものが挙げられる。
l3=Xmax−Xmin ……(8)
ただし、
Xmaxはブロツク内の最大値
Xminはブロツク内の最小値
前記の(8)式で示されるブロツク内の変化の程度
を表わすXmax−Xminは、規格化により変換さ
れたサンプル値が一様に量子化された場合には量
子化によつて生じる誤差量に比例する。一方、前
記したXmax−Xminの小さい方では、ある程度
量子化を荒くしても基本的な誤差量が少なく問題
となり難い。したがつて、Xmax−Xminによつ
て適応処理のモードを判定しても有効な適応処理
となる。
を表わすXmax−Xminは、規格化により変換さ
れたサンプル値が一様に量子化された場合には量
子化によつて生じる誤差量に比例する。一方、前
記したXmax−Xminの小さい方では、ある程度
量子化を荒くしても基本的な誤差量が少なく問題
となり難い。したがつて、Xmax−Xminによつ
て適応処理のモードを判定しても有効な適応処理
となる。
それにより、各ブロツクの信号についてどのよ
うな処理をするか決まるので、規格化され量子化
された各サンプル値のデータはブロツク内の変化
の程度を表わすXmax−Xminを基準にするとい
う処理モードによつてデータ削減がなされて出力
される。その結果として得られるデータは規格化
情報と各サンプル値の情報のみでデータの種類の
増加はない。一方、各サンプル値の情報は適応処
理により合理的に削減されているので、全体とし
てのデータ量はその分だけ確実に減少することに
なる。
うな処理をするか決まるので、規格化され量子化
された各サンプル値のデータはブロツク内の変化
の程度を表わすXmax−Xminを基準にするとい
う処理モードによつてデータ削減がなされて出力
される。その結果として得られるデータは規格化
情報と各サンプル値の情報のみでデータの種類の
増加はない。一方、各サンプル値の情報は適応処
理により合理的に削減されているので、全体とし
てのデータ量はその分だけ確実に減少することに
なる。
さて、ここで問題となるのは判定に使われる規
格化情報が適応処理に対してどれだけ有効である
かである。これは最終的に得られる復号された信
号が同一のデータ量において、どれだけもとのデ
ータと近いものであるかによつて評価されるもの
と考えられるが、その評価方法をたとえば平均二
乗誤差とした場合には、規格化情報を使つた適応
処理は最適であるとは言えず、従来例のような方
法の方が、その点ではよりよい方法となる。
格化情報が適応処理に対してどれだけ有効である
かである。これは最終的に得られる復号された信
号が同一のデータ量において、どれだけもとのデ
ータと近いものであるかによつて評価されるもの
と考えられるが、その評価方法をたとえば平均二
乗誤差とした場合には、規格化情報を使つた適応
処理は最適であるとは言えず、従来例のような方
法の方が、その点ではよりよい方法となる。
しかし、実際の視覚特性や聴覚特性は平均二乗
誤差の程度によつてその画像や音の品質が決まる
わけではないことが知られており、一方、規格化
情報は信号の状態をブロツクごとに判断したもの
であり、そのブロツクの性質を適確につかむこと
を目的としたものであるので、適応処理の基準と
して十分使えるものと考えられる。特に前記した
XmaxやXminを用いた場合にはブロツクのピー
ク値に対して処理されることになり、平均誤差が
やや多くなつたとしても誤差のピークがおさえら
れるので、劣化が検知され難い高能率符号化とな
る。
誤差の程度によつてその画像や音の品質が決まる
わけではないことが知られており、一方、規格化
情報は信号の状態をブロツクごとに判断したもの
であり、そのブロツクの性質を適確につかむこと
を目的としたものであるので、適応処理の基準と
して十分使えるものと考えられる。特に前記した
XmaxやXminを用いた場合にはブロツクのピー
ク値に対して処理されることになり、平均誤差が
やや多くなつたとしても誤差のピークがおさえら
れるので、劣化が検知され難い高能率符号化とな
る。
(発明の効果)
以上、詳細に説明したところから明らかなよう
に本発明の適応形高能率符号化方式は、符号化の
対象にされている離散信号を一定区間毎に分割し
て得た個々のブロツクに属する信号について、前
記の個々のブロツク毎に、それぞれ信号の振幅の
変化の程度に関する規格化処理を行う非適応規格
化手段と、前記した非適応規格化手段によつて
個々のブロツク毎の高能率符号化された状態の被
規格化信号と個々のブロツク毎の復号時に必要と
される規格化データとにおける被規格化信号を適
応形量子化器によつて適応量子化する手段と、前
記した非適応規格化手段によつて個々のブロツク
毎の高能率符号化された状態の被規格化信号と
個々のブロツク毎の復号時に必要とされる規格化
データとにおける規格化データを、前記の適応形
量子化器によつて前記した被規格化信号に対して
適用されるべき量子化ビツト数の変化を伴う量子
化方法の種類の切換判定を行なうためのデータと
して用いるようにした適応形高能率符号化方式
は、離散信号を一定のブロツクに分割して、その
振幅方向の分布が一様になるように規格化(正規
化)処理をする高能率符号化において、そこで発
生する規格化の状態を表わす情報を有効に使つて
ブロツクごとに適応的にデータ量を削減すること
により、本来の符号化データとは別の適応処理の
モードを表わすデータの伝送を必要とせずに合理
的な処理が行なえる。このように、本発明の適応
形高能率符号化方式では出力データの合理的な削
減を確実に行なえるのみならず、適応処理のブロ
ツクを小さくしたり、処理モードを増やしてもデ
ータの増加がないので、より適切な処理ができ
る、結果として信号品質を一定に保つても、大幅
なデータ量の削減が可能となる。一方、伝送すべ
きデータの種類の増加もなく、従来例のような符
号化系内部での復号器や、誤差計算回路も必要が
なくなる。特に平均二乗誤差の計算回路はかなり
複雑で大規模なものとなつていたので、装置規模
は大幅に簡単なものとなるという利点が得られる
他に、本発明の適応形高能率符号化方式では前述
のように入力信号を一定のブロツク単位で規格化
する非適応規格化器で高能率符号化して得た被規
格化信号を適応量子化することにより適応量子化
処理のビツト数を減少させることができるが、こ
の点は適応量子化処理として直交変換のように信
号のビツト数が増加するような適応量子化処理が
使用されるような場合や、正規化の不可欠なベク
トル量子化によつて適応量子化処理が行なわれる
ような場合には特に大きな利点が得られる。
に本発明の適応形高能率符号化方式は、符号化の
対象にされている離散信号を一定区間毎に分割し
て得た個々のブロツクに属する信号について、前
記の個々のブロツク毎に、それぞれ信号の振幅の
変化の程度に関する規格化処理を行う非適応規格
化手段と、前記した非適応規格化手段によつて
個々のブロツク毎の高能率符号化された状態の被
規格化信号と個々のブロツク毎の復号時に必要と
される規格化データとにおける被規格化信号を適
応形量子化器によつて適応量子化する手段と、前
記した非適応規格化手段によつて個々のブロツク
毎の高能率符号化された状態の被規格化信号と
個々のブロツク毎の復号時に必要とされる規格化
データとにおける規格化データを、前記の適応形
量子化器によつて前記した被規格化信号に対して
適用されるべき量子化ビツト数の変化を伴う量子
化方法の種類の切換判定を行なうためのデータと
して用いるようにした適応形高能率符号化方式
は、離散信号を一定のブロツクに分割して、その
振幅方向の分布が一様になるように規格化(正規
化)処理をする高能率符号化において、そこで発
生する規格化の状態を表わす情報を有効に使つて
ブロツクごとに適応的にデータ量を削減すること
により、本来の符号化データとは別の適応処理の
モードを表わすデータの伝送を必要とせずに合理
的な処理が行なえる。このように、本発明の適応
形高能率符号化方式では出力データの合理的な削
減を確実に行なえるのみならず、適応処理のブロ
ツクを小さくしたり、処理モードを増やしてもデ
ータの増加がないので、より適切な処理ができ
る、結果として信号品質を一定に保つても、大幅
なデータ量の削減が可能となる。一方、伝送すべ
きデータの種類の増加もなく、従来例のような符
号化系内部での復号器や、誤差計算回路も必要が
なくなる。特に平均二乗誤差の計算回路はかなり
複雑で大規模なものとなつていたので、装置規模
は大幅に簡単なものとなるという利点が得られる
他に、本発明の適応形高能率符号化方式では前述
のように入力信号を一定のブロツク単位で規格化
する非適応規格化器で高能率符号化して得た被規
格化信号を適応量子化することにより適応量子化
処理のビツト数を減少させることができるが、こ
の点は適応量子化処理として直交変換のように信
号のビツト数が増加するような適応量子化処理が
使用されるような場合や、正規化の不可欠なベク
トル量子化によつて適応量子化処理が行なわれる
ような場合には特に大きな利点が得られる。
第1図は本発明の適応形高能率符号化方式の一
実施例のブロツク図、第2図は規格化器の一例構
成のブロツク図、第3図は従来例のブロツク図で
ある。 1……符号化の対象にされている離散信号の入
力端子、2〜5……離散信号の時間々隔(離散信
号を発生するのに用いられた標本化周期)と等し
い遅延時間を信号に与える遅延回路、6……最大
値検出回路、7……最小値検出回路、8,9……
量子化回路、10〜15……減算器、16〜20
……除算器、21,22……規格化の状態を示す
情報(規格化データ)の出力端子、23〜27…
…量子化データの出力端子、28……非適応規格
化器、29……量子化器、30……復号器、31
……誤差計算回路、32……モード判定回路、3
3……適応形量子化器、34……適応処理判定信
号形成回路。
実施例のブロツク図、第2図は規格化器の一例構
成のブロツク図、第3図は従来例のブロツク図で
ある。 1……符号化の対象にされている離散信号の入
力端子、2〜5……離散信号の時間々隔(離散信
号を発生するのに用いられた標本化周期)と等し
い遅延時間を信号に与える遅延回路、6……最大
値検出回路、7……最小値検出回路、8,9……
量子化回路、10〜15……減算器、16〜20
……除算器、21,22……規格化の状態を示す
情報(規格化データ)の出力端子、23〜27…
…量子化データの出力端子、28……非適応規格
化器、29……量子化器、30……復号器、31
……誤差計算回路、32……モード判定回路、3
3……適応形量子化器、34……適応処理判定信
号形成回路。
Claims (1)
- 1 符号化の対象にされている離散信号を一定区
間毎に分割して得た個々のブロツクに属する信号
について、前記の個々のブロツク毎に、それぞれ
信号の振幅の変化の程度に関する規格化処理を行
う非適応規格化手段と、前記した非適応規格化手
段によつて個々のブロツク毎の高能率符号化され
た状態の被規格化信号と個々のブロツク毎の復号
時に必要とされる規格化データとにおける被規格
化信号を適応形量子化器によつて適応量子化する
手段と、前記した非適応規格化手段によつて個々
のブロツク毎の高能率符号化された状態の被規格
化信号と個々のブロツク毎の復号時に必要とされ
る規格化データとにおける規格化データを、前記
の適応形量子化器によつて前記した被規格化信号
に対して適用されるべき量子化ビツト数の変化を
伴う量子化方法の種類の切換判定を行なうための
データとして用いるようにした適応形高能率符号
化方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29934086A JPS63151225A (ja) | 1986-12-16 | 1986-12-16 | 適応形高能率符号化方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29934086A JPS63151225A (ja) | 1986-12-16 | 1986-12-16 | 適応形高能率符号化方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63151225A JPS63151225A (ja) | 1988-06-23 |
| JPH0445014B2 true JPH0445014B2 (ja) | 1992-07-23 |
Family
ID=17871286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29934086A Granted JPS63151225A (ja) | 1986-12-16 | 1986-12-16 | 適応形高能率符号化方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63151225A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0595268B1 (en) | 1992-10-28 | 2001-03-21 | Victor Company Of Japan, Limited | Variable transfer rate control coding apparatus and method |
| JP5998820B2 (ja) * | 2012-10-09 | 2016-09-28 | セイコーエプソン株式会社 | 撮影装置、合焦状態表示方法、合焦状態表示プログラム |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49123561A (ja) * | 1973-03-30 | 1974-11-26 | ||
| JPS5648737A (en) * | 1979-09-28 | 1981-05-02 | Nec Corp | Coding-decoding device |
| JPS57104321A (en) * | 1980-12-22 | 1982-06-29 | Nec Corp | Forecasting encoder |
| JPS5859639A (ja) * | 1981-10-05 | 1983-04-08 | Nec Corp | ブロツク符号化復号化方式 |
| JPS59183542A (ja) * | 1983-04-04 | 1984-10-18 | Mitsubishi Electric Corp | 適応型ベクトル量子化器 |
-
1986
- 1986-12-16 JP JP29934086A patent/JPS63151225A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63151225A (ja) | 1988-06-23 |
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